
Литература
1. Иродов И.Е. Механика. Основные законы.– М.: Лаборатория базовых знаний, 2003, §§5.4, 6.1, 6.2, 6.3, 6.4.
2. Савельев И.В. Курс общей физики. Механика– М.: АстрельАСТ, 2005; §§5.3, 5.4, 8.1, 8.5, 8.6, 8.7, 8.9, 8.11.
3. Фихтенгольц Г.М. Основы математического
анализа. Т.2 ,Москва.: Лань, 2004; Глава 24,
2.
Приложение
При малых углах
отклонения маятников от вертикали (,
,
рис. 2б) ось пружины при колебаниях
остается практически горизонтальной
(рис.П.1.). В этом случае суммарный момент
сил тяжести
и упругости
относительно
оси вращения 1-го маятника равен
,
где
- проекция силы
на ось
,
- деформация пружины. Момент сил,
действующих на второй маятник, относительно
его оси вращения равен
,
где
,
.
При малых углах отклонения маятников
от вертикали
,
,
поэтому
,
.
Рис. П.1. Связанные маятники
Полученные выражения для моментов сил подставим в уравнения динамики вращательного движения маятников:
,
,
где
-
момент инерции каждого маятника
относительно оси вращения. После
сокращения получим
,
(П1)
где введены
обозначения:
,
.
Заметим, что величина
равна собственной частоте уединенного
(несвязанного) маятника, а величина
зависит
от параметров маятника и пружины, ее
называют коэффициентом связи системы.
Складывая уравнения
системы (П1), получим
,
где
.
Общее решение этого уравнения имеет
вид
.
(П2)
Вычитая из второго
уравнения системы (П1) первое, получим
,
где
,
.
Общее решение этого уравнения имеет
вид
.
(П3)
Из уравнений (П2), (П3) найдем
,
,
где
,
.